【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明のドリルは、金属、プラスチック、木材等に円孔を穿設するために用いられるドリルに関するものであり、特にその先端部分のチゼルポイントと呼称される部分の形状の改良を特徴とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属、プラスチック、木材等に円孔を穿設するために用いられるドリルは、例えば図１０ａに示すような形状のものが一般的であった。
図１０ａのドリル１０１のボディ１１１の先端部はチゼルポイント１１２（あるいはチゼル部）と呼称されるがその部分を拡大して示したのが図１０ｂ、図１０ｃである。
【０００３】
図１０ｂ、図１０ｃに示すように一対の切刃１１４、１１４はチゼルポイント１１２で１点に交わらず、チゼルポイント１１２は線状エッジ１１３となっている。したがって、ドリル１０１の最先端部分は点状ではなく線状となっている。なお、ψはドリル１０１の回転の中心線である。
【０００４】
先端部分が上記構成のドリル１０１で被削材Ｍに円孔を穿設せんとする場合を縦断面図にて示したのが図１３である。図１３に見るように、チゼルポイント１１２における線状エッジ１１３は被削材Ｍの表面に当接し、さらに推力Ａにより押圧されて被削材Ｍに当接する切刃１１４、１１４の先端（すなわち線状エッジ１１３の両端）が被削材Ｍを切削し始める。
【０００５】
しかしながら、線状エッジ１１３は点状ではないため、推力Ａが分散させられ、推力Ａに直交する方向に分力Ｂ、Ｃ、…が働く。図１３には上下２方向しか示していないが、分力Ｂ、Ｃ、…は推力Ａに直交する３６０°いずれの方向にも働き得るもので、その方向は予測不能である。
【０００６】
上記分力Ｂ、Ｃ、…によりドリル１０１のボディ１１１自体が分力Ｂ、Ｃ、…の方向に振動を起こし、ドリル１０１はこの振動状態のまま被削材Ｍを切削するため、切削孔は真円にはならず、またその内径もドリル１０１の直径φより大となってしまう。
【０００７】
図１５ａにはドリル１０１を用いて被削材Ｍに穿設された切削孔Ｈ２の状態の１例（平面図）を示す。切削孔Ｈ２は平面形状が真円Ｏを３方に拡大したような形状（握り飯状）となり、底部Ｕ２は略正三角形状となる。また、縦断面形状は図１５ｂのとおりである。
【０００８】
これは切削孔Ｈ２の開き始めの状態であるが、このまま切削を続けていくと、被削材Ｍをドリル１０１が貫通した後は上記握り飯形状は解消されて円形にやや近づいていくものの、上述のように内径がドリル１０１の直径φ（図１０ｂ、図１０ｃ参照）より大となった切削孔Ｈ２の中でドリル１０１の振動が継続するので、きれいな真円にはならない。さらに所謂バリ（図示せず）が、特に被削材Ｍの裏面の切削孔Ｈ２周囲に数多く付着する。
【０００９】
また、図１３に示すように、推力Ａは分力Ｂ、Ｃ、…の方向に分散させられる分だけ削減される結果となり、分力Ｂ、Ｃ、…の方向への振動が大であるほど大きな推力が必要となるが、分力Ｂ、Ｃ、…分の力は本来の目的（切削孔Ｈ２の穿設）には関係のない余分な力であるので、それだけエネルギーロスが生じていることとなる。
【００１０】
また、ドリル１０１はそれだけ余分な力で被削材Ｍに押圧されることとなり、上記振動と相俟って切刃１１４、１１４の磨耗も激しく、さらにはボディ１１１にも余分な力と振動がかかるので、ボディ１１１自体の折損を招く原因ともなる。
【００１１】
さらに、線状エッジ１１３が被削材Ｍに当接した瞬間にはどの方向の分力Ｂ、Ｃ、…が発生するか予測できず、場合によっては分力Ｂ、Ｃ、…の作用によりドリル１０１のボディ１１１全体が目標位置を大きくそれてしまうこととなる。
【００１２】
したがって、目標位置に精確に孔を開けることは極めて難しい。所謂「喰い付きが悪い」といわれる状態である。そのため、精確に孔を開けようとする場合には予めポンチ（図示せず）にてガイド孔（図示せず）を打っておく必要があり、余分な工数を必要とすることとなる。
【００１３】
上に列挙した従来のドリル１０１の欠点をまとめれば、以下のとおりである。
▲１▼．推力が分散されてドリルのボディが振動する。
▲２▼．その結果、切削孔が真円にならない。
▲３▼．切削孔の内径がドリルの直径より大となる。
▲４▼．分散される推力を補う余分な力が必要となる。
▲５▼．その結果、切刃の磨耗が激しい。
▲６▼．また、ボディの折損の原因ともなる。
▲７▼．先端が振動するので喰い付きが悪い。
▲８▼．精確に孔を開けるためにはポンチによるガイド孔が必要である。
▲９▼．バリが多い。
【００１４】
上記欠点を補うため、従来よりチゼルポイント部分を研削して先端部分を点状に近づける「シンニング」と呼ばれる加工が行われてきた。また、チゼルポイント部分の形状を当初から点状に近づける試みも行われてきた。
【００１５】
図１１ａ、図１１ｂはドリル１０１（図１０ａ〜図１０ｃ参照）のチゼルポイント１１２にシンニングＴ、Ｔを施したドリル１０２を示す。シンニングＴ、Ｔによりチゼルポイント１２２に現れる線状エッジ１２３はドリル１０１の線状エッジ１１３（図１０ｂ、図１０ｃ参照）よりはるかに短く、より点状に近づいている。なお、１２１はボディ、１２４、１２４は切刃、ψはドリル１０２の回転の中心線である。
【００１６】
図１１ｃ、図１１ｄに示すドリル１０３はやや異なるタイプのシンニングＴ、Ｔ、Ｔ、Ｔを示す。やはりチゼルポイント１３２に現れる線状エッジ１３３はドリル１０１の線状エッジ１１３（図１０ｂ、図１０ｃ参照）よりはるかに短く、より点状に近づいている。なお、１３１はボディ、１３４、１３４は切刃、ψはドリル１０３の回転の中心線である。
【００１７】
図１１ｅ、図１１ｆに示すドリル１０４は所謂「ローソク」と呼ばれるタイプで、チゼルポイント１４２の部分にボディ１４１と一体に四角錐状の凸部１４３を形成している。しかし良く見ると、四角錐状の凸部１４３の先端は点状ではなく線状である。なお、１４４、１４４は切刃、ψはドリル１０４の回転の中心線である。
【００１８】
図１２ａ、図１２ｂに示すドリル１０５は切刃１５４、１５４と逃げ面１５５、１５５の間に帯状の平面部１５６、１５６を設けたもので、これによりチゼルポイント１５２の先端は点状となる。しかしながら線状エッジ１５３、１５３はなお残されたままである。なお、１５１はボディ、ψはドリル１０５の回転の中心線である。
【００１９】
図１２ｃ、図１２ｄに示すドリル１０６は 図１２ａ、図１２ｂに示すドリル１０５にシンニングＴ、Ｔ、Ｔ、Ｔを施したもので、チゼルポイント１６２の先端は点状となっているが、やはり線状エッジ１６３、１６３は残されたままである。なお、１６１はボディ、１６４、１６４は切刃、１６５、１６５は平面部、ψはドリル１０６の回転の中心線である。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のドリル１０１（図１０ａ〜図１０ｃ参照）にシンニングＴを施し、あるいは先端を点状にしたドリル１０２、１０３、１０４、１０５、１０６（図１１ａ〜図１２ｄ参照）により、従来のドリル１０１の有していた前記欠点▲１▼〜▲９▼はある程度軽減されることとなった。
【００２１】
しかしながら、ドリル１０２、１０３、１０４（図１１ａ〜図１１ｆ参照）は、チゼルポイント１２２、１３２、１４２が点状に近づいたといえども厳密にはやはり線状であるので、ボディ１２１、１３１、１４１の振動がゼロにはならず、その結果として前記欠点▲１▼〜▲９▼も軽減はされるがやはり残されたままである。
【００２２】
また、ドリル１０５、１０６（図１２ａ〜図１２ｄ参照）は、チゼルポイント１５２、１６２の先端部分を点状としているが、該点状先端部分のすぐ後方には線状エッジ１５３、１５３あるいは線状エッジ１６３、１６３が残されたままであるので、この部分が被削材Ｍに当接する際にやはり振動が生じ、結局前記欠点▲１▼〜▲９▼が現れることとなる。
【００２３】
上述してきたことから明らかなように、前記欠点▲１▼〜▲９▼は全てドリルのチゼルポイントの部分が被削材に当接する際に、推力方向と直交する方向に分力が生じ、該分力がドリルのボディを振動させるところから発生するものである。したがって、本発明においては、該分力の発生を抑止することによりドリルのボディの振動を抑止し、前記欠点▲１▼〜▲９▼を可能な限りゼロに近づけることを課題として設定した。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
＜解決手段１＞
金属、プラスチック、木材等に円孔を穿設するために用いられるドリルにおいて、チゼルポイントの部分に、該ドリルの回転の中心線に直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が該ドリルの回転の中心線を中心とする円となるように構成した凸部を該ドリルのボディと一体に設け、かつ上記構成のチゼルポイントの部分には切刃に相当する構成を有しておらず、さらに上記構成のチゼルポイントの部分の推力方向の長さをドリルの直径の１％〜１５％とし、また上記構成のチゼルポイントの部分の最大直径をドリルの直径の５％〜１８％としたことを特徴とするドリルを提供する。
＜解決手段２＞
上記凸部が、先端が点状となった円錐形状の凸部であることを特徴とする解決手段１に記載のドリルを提供する。
＜解決手段３＞
上記凸部が、先端を丸めた円錐形状の凸部であることを特徴とする解決手段１に記載のドリルを提供する。
＜解決手段４＞
上記凸部が、先端が点状となった紡錐形状の凸部であることを特徴とする解決手段１に記載のドリルを提供する。
＜解決手段５＞
上記凸部が、先端を丸めた紡錐形状の凸部であることを特徴とする解決手段１に記載のドリルを提供する。
【００２５】
従来のドリルのチゼルポイントにおける振動がどこに起因するかを調べてみると、その原因の第１はチゼルポイントの先端部分が線状エッジになっている点であるが、さらに、第２の原因として、チゼルポイントの形状にあることが明らかとなる。
【００２６】
すなわち、具体的にいうなら、前記従来のドリル１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６（図１０ａ〜図１２ｄ）のチゼルポイント１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２の形状は、ドリル１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６の回転の中心線ψに直交する平面で切断した場合の断面形状が、図１７ａ〜図１７ｆに示すようにいずれも略長方形状となっている。
【００２７】
したがって、被削材に押圧されると略長方形状の断面形状のチゼルポイント１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２が回転しつつ被削材中に進入していくことになるが、断面形状の角の部分には当然他の部分より大きな力がかかるので、被削材から受ける応力も大きくなり、この応力により、ボディ１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１はやはり振動を起こすこととなる。
【００２８】
上記振動は、ドリル１０１が最も大で、ドリル１０２、１０３、１０４、１０５、１０６はドリル１０１に比較すればより軽減はされるものの、ゼロにはならない。したがって、前記欠点▲１▼〜▲９▼も軽減はされるものの、やはり残されたままとなってしまう。従来のドリルは全て、このような不具合（前記欠点▲１▼〜▲９▼）を回避し得ず、その原因はチゼルポイントの形状に存した。
【００２９】
上記の不具合に鑑み、本発明においては、ドリル先端のチゼルポイントの部分に、該ドリルの回転の中心線に直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が該ドリルの回転の中心線を中心とする円となるように構成した凸部を該ドリルのボディと一体に設けることにより、上記の不具合を解消することに成功したものである。
【００３０】
すなわち、チゼルポイントの部分に上記構成の凸部を設けることによりチゼルポイントの部分が被削材中に進入するにあたって被削材から受ける応力は回転の中心線に直交する任意の平面で切断した場合の断面形状の外周部の全ての部分にて等しくなるので、理論的にはドリルのボディの振動はゼロとなる。実際に実験してみた結果においても、実用上は振動はゼロという結果となった。
【００３１】
振動がゼロになるということは、前記欠点▲１▼〜▲９▼が解消されるということに他ならない。すなわち、本発明のドリルを用いることにより、ボディの振動が抑止され、切削孔は略真円となり、切削孔の内径はドリルの直径に略等しく、推力を補う余分な力は必要なく、切刃の磨耗は軽減され、ボディの折損も少なく、喰い付きが良好でポンチによるガイド孔も必要なく、バリも少ないという結果が得られる。
【００３２】
なお、本発明においては上記構成のチゼルポイントの部分には当然切刃に相当する構成を有しておらず、上記構成のチゼルポイントの部分はドリルが最初に被削材に回転しつつ押圧される力で被削材中に進入する。ということは、逆にいえば、上記構成のチゼルポイントの部分の推力方向の長さは、最初に被削材に回転しつつ押圧される力で被削材中に進入し得るだけの長さとするということである。
【００３３】
上記長さは、ドリルの直径（ボディの最大外径寸法）、ドリルの材質、ドリルの回転数、ドリルに与えられる推力、被削材の材質等により大きく変化するので一律には定められないが、概ねドリルの直径の１％〜３０％の範囲内となり、中でも３％〜１５％程度のものが多用されるであろう。また、上記構成のチゼルポイントの部分の最大直径はドリルの直径に比較してごく小で、概ねドリルの直径の５％〜１８％の範囲内となり、中でも１割前後、すなわち７％〜１５％程度のものが多用されるであろう。
【００３４】
なお、上記構成のチゼルポイントの部分が被削材中に進入し終えたあとは切刃の部分が被削材に当接して切削が開始されるが、このときは当然切刃の部分が受ける応力が他の部分の受ける応力よりはるかに大となる。しかし、この時点では既に上記構成のチゼルポイントの部分が被削材中に喰い込んで、いわば「芯出し」が完了しているのでドリルのボディは無用な振動を起こすことなく円滑に被削材中に進入していく。
【００３５】
要するに、本発明においては上記構成のチゼルポイントの部分をもっぱらドリルの位置を安定させるための「芯出し」用の部位として用いることにより、従来のドリルの上記欠点▲１▼〜▲９▼を解消することを可能としたものである。
【００３６】
なお、本発明のドリルにおいては、上記構成のチゼルポイントの部分に切刃が無いため、上記構成のチゼルポイントの部分が被削材中に回転しながら進入していく際に摩擦熱の発生が予想されるが、該摩擦熱は極めて小であり、摩擦熱の発生によるエネルギーロスも略無視し得る程度である。
【００３７】
その理由は、上記構成のチゼルポイントの部分の直径が、ドリルの直径（ボディの最大外径寸法）に比して上述のようにごく小に構成されている点にあり、特に上記構成のチゼルポイントの部分の最先端部分は点状（解決手段２、４記載のドリル）あるいは略点状（解決手段３、５記載のドリル）となるため、周速がゼロあるいは略ゼロとなるために他ならない。
【００３８】
回転体の周速は周知のように回転体の直径に比例し、直径が小であればあるほど周速は遅く、直径が大であればあるほど周速は速くなる。今、周速をＶ（単位ｍ／ｍ）、回転体の直径をＤ（単位ｍｍ）、回転数をＮ（ｒ．ｐ．ｍ）とすると、Ｖ，Ｄ，Ｎの間には次式が成立することが知られている。但しπは円周率である。
【００３９】
【数１】
【００４０】
上記構成のチゼルポイントの部分の直径（Ｄ）は、その最大部分でも叙上のようにドリルの外径寸法の１割前後である。したがって、外径寸法７ｍｍ程度のドリルでは０．７ｍｍ程度の最大直径のものが多いと考えられる。そこで、仮に回転数（Ｎ）を８００ｒ．ｐ．ｍ（通常の切削における常識的な回転数）として該最大直径の部分の周速を計算すると、以下の結果となる（π＝３．１４で計算）。
【００４１】
【数２】
【００４２】
しかるに、上記ドリルのボディの部分における周速は、外径寸法（直径）を７ｍｍとし、同じく回転数（Ｎ）を８００ｒ．ｐ．ｍとして計算すると、以下の結果となる（π＝３．１４で計算）。
【００４３】
【数３】
【００４４】
上記結果より、上記構成のチゼルポイントの部分においては、その先端部分においては周速はゼロあるいは略ゼロ、その最大直径部分においてもドリルのボディの部分における周速の略１割程度であり、先端部分に近づくほど周速はゼロに近づく。したがって、摩擦熱の発生も無視し得る程度であることが明らかとなる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
本発明のいくつかの実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
＜第１実施例＞
本発明の第１実施例のドリル１を図１ａ、図１ｂ、図１ｃに示す。ドリル１はボディ１１の先端のチゼルポイント１２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端が点状となった円錐形状の凸部１３をボディ１１と一体に設けてある。
【００４６】
円錐形状の凸部１３の先端部分の角度αは、ドリル１の先端角θと同一である。また、円錐形状の凸部１３の推力Ａ方向の長さはドリル１の直径φ（ボディ１１の最大外径寸法）の７．５％程度である。なお、１４、１４は切刃である。上記構成のドリル１は前記解決手段２の実施例の１例である。
【００４７】
＜第２実施例＞
本発明の第２実施例のドリル２を図２ａ、図２ｂに示す。ドリル２はボディ２１の先端のチゼルポイント２２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端が点状となった円錐形状の凸部２３をボディ２１と一体に設けてある。
【００４８】
円錐形状の凸部２３の先端部分の角度βは、ドリル２の先端角θより大である。また、円錐形状の凸部２３の推力Ａ方向の長さはドリル２の直径φ（ボディ２１の最大外径寸法）の４％程度である。なお、２４、２４は切刃である。上記構成のドリル２は前記解決手段２の実施例の１例である。
【００４９】
＜第３実施例＞
本発明の第３実施例のドリル３を図３ａ、図３ｂに示す。ドリル３はボディ３１の先端のチゼルポイント３２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端が点状となった円錐形状の凸部３３をボディ３１と一体に設けてある。
【００５０】
円錐形状の凸部３３の先端部分の角度γは、ドリル３の先端角θより小である。また、円錐形状の凸部３３の推力Ａ方向の長さはドリル３の直径φ（ボディ３１の最大外径寸法）の１３％程度である。なお、３４、３４は切刃である。上記構成のドリル３は前記解決手段２の実施例の１例である。
【００５１】
＜第４実施例＞
本発明の第４実施例のドリル４を図４ａ、図４ｂに示す。ドリル４はボディ４１の先端のチゼルポイント４２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端が点状となった円錐形状の凸部４３ａと、該円錐形状の凸部４３ａの後部に一体として連接する回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した円筒形状の軸部４３ｂを、ボディ４１と一体に設けてある。なお、円筒形状の軸部４３ｂの直径は円錐形状の凸部４３ａの最後端部の直径と同一である。
【００５２】
円錐形状の凸部４３ａの先端部分の角度δは、ドリル４の先端角θより小であるが、同一または大に構成することも可能である。また、円錐形状の凸部４３ａと円筒形状の軸部４３ｂの合計の推力Ａ方向の長さはドリル４の直径φ（ボディ４１の最大外径寸法）の１０％程度であるが、この長さは角度δが変化することにより変化する。なお、４４、４４は切刃である。上記構成のドリル４は前記解決手段２の実施例の１例である。
【００５３】
＜第５実施例＞
本発明の第５実施例のドリル５を図５ａ、図５ｂに示す。ドリル５はボディ５１の先端のチゼルポイント５２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端が点状となった円錐形状の凸部５３ａをボディ５１と一体に設けてある。
【００５４】
円錐形状の凸部５３ａの後端部分の直径は逃げ面５５、５５の先端部によって構成される円形面５２ａの直径より小となっているので、この部分に環形状の平坦部５３ｂが形成される。また、円錐形状の凸部５３ａの先端部分の角度εは、ドリル５の先端角θより小であるが同一または大に構成することも可能である。
【００５５】
また、円錐形状の凸部５３ａの推力Ａ方向の長さはドリル５の直径φ（ボディ５１の最大外径寸法）の６％程度であるが、この長さは角度εが変化することにより変化する。なお、５４、５４は切刃である。上記構成のドリル５は前記解決手段２の実施例の１例である。
【００５６】
＜第６実施例＞
本発明の第６実施例のドリル６を図６ａ、図６ｂに示す。ドリル６はボディ６１の先端のチゼルポイント６２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端を丸めた円錐形状の凸部６３をボディ６１と一体に設けてある。
【００５７】
円錐形状の凸部６３の先端部分の角度ζは、ドリル６の先端角θと同一であるが小または大に構成することも可能である。また、円錐形状の凸部６３の推力Ａ方向の長さはドリル６の直径φ（ボディ６１の最大外径寸法）の５％程度であるが、この長さは角度ζが変化することにより変化する。なお、６４、６４は切刃である。上記構成のドリル６は前記解決手段３の実施例の１例である。
【００５８】
＜第７実施例＞
本発明の第７実施例のドリル７を図７ａ、図７ｂに示す。ドリル７はボディ７１の先端のチゼルポイント７２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端を丸めた円錐形状の凸部７３をボディ７１と一体に設けてある。
【００５９】
円錐形状の凸部７３の先端部分の角度ηは、ドリル７の先端角θより小であるが同一または大に構成することも可能である。また、円錐形状の凸部７３の推力Ａ方向の長さはドリル７の直径φ（ボディ７１の最大外径寸法）の９．５％程度であるが、この長さは角度ηが変化することにより変化する。なお、７４、７４は切刃である。上記構成のドリル７は前記解決手段３の実施例の１例である。
【００６０】
＜第８実施例＞
本発明の第８実施例のドリル８を図８ａ、図８ｂに示す。ドリル８はボディ８１の先端のチゼルポイント８２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端が点状となった紡錐形状の凸部８３をボディ８１と一体に設けてある。
【００６１】
紡錐形状の凸部８３の推力Ａ方向の長さはドリル８の直径φ（ボディ８１の最大外径寸法）の１１．５％程度である。なお、８４、８４は切刃である。上記構成のドリル８は前記解決手段４の実施例の１例である。
【００６２】
＜第９実施例＞
本発明の第９実施例のドリル９を図９ａ、図９ｂに示す。ドリル９はボディ９１の先端のチゼルポイント９２の部分に、回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成した、先端を丸めた紡錐形状の凸部９３をボディ９１と一体に設けてある。
【００６３】
紡錐形状の凸部９３の推力Ａ方向の長さはドリル９の直径φ（ボディ９１の最大外径寸法）の１１．５％程度である。なお、９４、９４は切刃である。上記構成のドリル９は前記解決手段５の実施例の１例である。
【００６４】
＜作用＞
上記第１実施例〜第９実施例の作用は基本部分は略同一であるので、代表として第１実施例の作用を、図面を参照しながら詳述する。
【００６５】
第１実施例のドリル１のチゼルポイント１２が被削材Ｍ中に進入した状態を示す縦断面図が図１４である。図１４に見るようにチゼルポイント１２の部分にボディ１１と一体に設けられた円錐形状の凸部１３は推力Ａにより回転しつつ被削材Ｍ中に進入する。
【００６６】
この際、円錐形状の凸部１３の先端は点状であり、かつ円錐形状の凸部１３の全体形状が、ドリル１の回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円となるように構成されているので、被削材Ｍから受ける応力は円錐形状の凸部１３の回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状の外周部の全ての部分にて均等となり、中心線ψに直交する方向への振動は全く発生しない。
【００６７】
それゆえに回転の中心線ψも全く振動することなく安定する。回転の中心線ψが安定した時点で切刃１４、１４が被削材Ｍの表面に当接し、さらに推力Ａにより被削材Ｍを切削し、切削孔Ｈ１を穿設していく。この際、切刃１４、１４は被削材Ｍから他の部分より大きい応力を受けるが、すでに回転の中心線ψは円錐形状の凸部１３の作用により安定しているので、振動が発生することはない。
【００６８】
さらに切削が進んでドリル１の先端部Ｓが被削材Ｍ中に完全に進入し終えた後も、中心線ψが安定しているのでドリル１は振動せず、切削孔Ｈ１の内径はドリル１の直径φ（ボディ１１の最大外径寸法）と略同一となる。これにより、ドリル１の振動はさらに抑止されることとなる。
【００６９】
対照的に、従来のドリルにおいては、例えば図１３のドリル１０１を例にとると、最初の「喰い付き」の部分で前述のように線状エッジ１１３及びチゼルポイント１１２の後部の形状により推力Ａに直交する方向の分力Ｂ，Ｃ…が働いてドリル１０１が振動する。
【００７０】
すると該振動により切削孔Ｈ２（図１５ａ、図１５ｂ参照）の内径はドリル１０１の直径φ（ボディ１１１の最大外径寸法）以上に拡大し、拡大された切削孔Ｈ２の内壁とドリル１０１の間にはアソビが生じ、このアソビがさらなるドリル１０１の振動を許し、切削孔Ｈ２はさらに拡大されるとともに真円から離れた形状になっていくという悪循環が生じる。
【００７１】
これに対し、本発明のドリル１（図１４参照）においては、最初の「喰い付き」の段階で、上述のようにチゼルポイント１２における円錐形状の凸部１３の作用により振動の発生は抑止され、回転の中心線ψが安定し、この状態が切削孔Ｈ１の内径をドリル１の直径φと略同一とし、切削孔Ｈ１の内壁とドリル１の間にアソビを生ぜず、これによりさらに振動の発生が抑止されるという良い循環作用が発生する。
【００７２】
図１６ａには本発明のドリル１を用いて被削材Ｍに穿設された切削孔Ｈ１の状態の１例（平面図）を示す。切削孔Ｈ１は従来のドリルによる切削孔Ｈ２（図１５ａ参照）に比較するとはるかに真円に近く、また底部Ｕ１は点状となる。また、縦断面形状は図１６ｂのとおりである。
【００７３】
図１６ａ、図１６ｂに示す状態は切削孔Ｈ１の開き始めの状態であるが、このまま切削を続けていってもドリル１の振動がないので切削孔Ｈ１の形状が略真円であることは変わらず、また内径もドリル１の直径φと略同一となる。さらに、無駄な切削をしないので被削材Ｍの裏面の切削孔Ｈ１の周囲に付着するバリの量も従来のドリルに較べるとはるかに少ない。
【００７４】
要するに、本発明のドリル１（図１４参照）においては、チゼルポイント１２の部分にボディ１１と一体に設けられた円錐形状の凸部１３がポンチ（図示せず）によるガイド孔（図示せず）の役割を果たし、正確な位置で回転の中心線ψを安定させ、無用な振動の全く生じない切削孔Ｈ１の穿設を可能とするものである。
【００７５】
しかも、通常のドリル（例えば図１３のドリル１０１）に、ポンチ（図示せず）によるガイド孔（図示せず）を用いる場合には、該ガイド孔の形状にドリルの先端形状が密嵌されるということは考えられず、いくらかのアソビが生じ、このアソビが結局ドリルの振動を許すという結果となる。
【００７６】
しかも、通常のドリルは、図１７ａ〜図１７ｆに示すようにチゼルポイント１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２の部分の縦断面形状が略長方形状であるため、上記ガイド孔（図示せず）の内壁とチゼルポイント１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２の部分が接触する際に、チゼルポイント１１２、１２２、１３２、１４２、１５２、１６２の部分が該内壁から受ける応力が不均一となり、結局この部分にても振動の発生を許してしまう結果となる。
【００７７】
これに対し、本発明のドリル１（図１４参照）においては、チゼルポイント１２の部分にボディ１１と一体に設けられた円錐形状の凸部１３がポンチ（図示せず）によるガイド孔（図示せず）の役割を果たすので、円錐形状の凸部１３による切削孔Ｈ１の形状は円錐形状の凸部１３の形状と完全に同一であり、円錐形状の凸部１３は切削孔Ｈ１に密嵌状態となっている。
【００７８】
また円錐形状の凸部１３はドリル１の回転の中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が中心線ψを中心とする円形であるので、円錐形状の凸部１３が切削孔Ｈ１の内壁から受ける応力が、円錐形状の凸部１３を中心線ψに直交する任意の平面で切断した場合の断面形状の外周部のいずれの部分にても等しい。
【００７９】
上記２点より、本発明のドリル１は振動することなく円滑に被削材Ｍ中に進入することができる。したがって、通常のドリルにポンチ（図示せず）によるガイド孔（図示せず）を用いた場合に較べても、振動の発生ははるかに抑止され、その結果切削孔Ｈ１の形状はより真円に近く、切削孔Ｈ１の内径はドリル１の直径φとより近く、かつ位置もより精確で、推力Ａのロスもはるかに少ないものである。
【００８０】
【発明の効果】
本発明のドリルによれば、チゼルポイントの部分に、該ドリルの回転の中心線に直交する任意の平面で切断した場合の断面形状が該ドリルの回転の中心線を中心とする円となるように構成した凸部を該ドリルのボディと一体に設けてあり、かつ上記構成のチゼルポイントの部分には切刃に相当する構成を有しておらず、さらに上記構成のチゼルポイントの部分の推力方向の長さをドリルの直径の１％〜１５％とし、また上記構成のチゼルポイントの部分の最大直径をドリルの直径の５％〜１８％としているので、該ドリルの推力が分散されることによる該ドリルのボディの振動が発生することがない。
【００８１】
本発明のドリルによれば、該ドリルのボディの振動が発生することがないので切削孔の形状は従来のドリルの切削孔の形状と比較するとはるかに真円に近い。
【００８２】
本発明のドリルによれば、該ドリルのボディの振動が発生することがないので切削孔の内径は、該ドリルの直径と略同一となる。
【００８３】
本発明のドリルによれば、該ドリルの推力が分散されることがないので、エネルギーロスが極めて少なく、通常のドリルのように本来必要な推力に加えて分散される分の力を加えた過大な推力を加える必要がない。
【００８４】
本発明のドリルによれば、通常のドリルのように本来必要な推力に加えて分散される分の力を加えた過大な推力を加える必要がないので、切刃の磨耗が通常のドリルに比較してはるかに少ない。
【００８５】
本発明のドリルによれば、通常のドリルのように本来必要な推力に加えて分散される分の力を加えた過大な推力を加える必要がないので、ボディの折損が、通常のドリルに比較してはるかに少ない。
【００８６】
本発明のドリルによれば、チゼルポイントの部分が被削材に当接した際に振動しないので、所謂「喰い付き」が極めて良好で、切削孔の位置精度が通常のドリルに比較してはるかに向上する。
【００８７】
本発明のドリルによれば、通常のドリルにポンチによるガイド孔を用いた場合に比較しても、切削孔の位置精度及び切削孔の形状寸法精度をはるかに向上することができる。
【００８８】
本発明のドリルによれば、振動がなく、切削孔の内径もドリルの外径と略同一で余分な切削を行わないので、通常のドリルに較べてはるかにバリの量が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａ 本発明の第１実施例のドリルの右側面図である。
ｂ 本発明の第１実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ 本発明の第１実施例のドリルの正面図である。
【図２】ａ 本発明の第２実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ 本発明の第２実施例のドリルの正面図である。
【図３】ａ 本発明の第３実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ 本発明の第３実施例のドリルの正面図である。
【図４】ａ 本発明の第４実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ 本発明の第４実施例のドリルの正面図である。
【図５】ａ 本発明の第５実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ 本発明の第５実施例のドリルの正面図である。
【図６】ａ 本発明の第６実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ 本発明の第６実施例のドリルの正面図である。
【図７】ａ 本発明の第７実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ 本発明の第７実施例のドリルの正面図である。
【図８】ａ 本発明の第８実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ 本発明の第８実施例のドリルの正面図である。
【図９】ａ 本発明の第９実施例のドリルの要部の右側面図である。
ｃ 本発明の第９実施例のドリルの正面図である。
【図１０】ａ 従来のドリルの１例の右側面図である。
ｂ 従来のドリルの１例の要部の右側面図である。
ｃ 従来のドリルの１例の正面図である。
【図１１】ａ 従来のドリルの１例の要部の右側面図である。
ｂ 従来のドリルの１例の正面図である。
ｃ 従来のドリルの１例の要部の右側面図である。
ｄ 従来のドリルの１例の正面図である。
ｅ 従来のドリルの１例の要部の右側面図である。
ｆ 従来のドリルの１例の正面図である。
【図１２】ａ 従来のドリルの１例の要部の右側面図である。
ｂ 従来のドリルの１例の正面図である。
ｃ 従来のドリルの１例の要部の右側面図である。
ｄ 従来のドリルの１例の正面図である。
【図１３】従来のドリルの１例の作用を説明する縦断面図である。
【図１４】本発明のドリルの第１実施例の作用を説明する縦断面図である。
【図１５】ａ 従来のドリルの１例による切削孔の平面図である。
ｂ 図１５ａのＸ−Ｘ縦断面図である。
【図１６】ａ 本発明のドリルの第１実施例による切削孔の平面図である。
ｂ 図１６ａのＹ−Ｙ縦断面図である。
【図１７】ａ 従来のドリルの１例の一部を欠截した正面図である。
ｂ 従来のドリルの１例の一部を欠截した正面図である。
ｃ 従来のドリルの１例の一部を欠截した正面図である。
ｄ 従来のドリルの１例の一部を欠截した正面図である。
ｅ 従来のドリルの１例の一部を欠截した正面図である。
ｆ 従来のドリルの１例の一部を欠截した正面図である。
【符号の説明】
１ ドリル
１１ ボディ
１２ チゼルポイント
１３ 凸部
１４、１４ 切刃
２ ドリル
２１ ボディ
２２ チゼルポイント
２３ 凸部
２４、２４ 切刃
３ ドリル
３１ ボディ
３２ チゼルポイント
３３ 凸部
３４、３４ 切刃
４ ドリル
４１ ボディ
４２ チゼルポイント
４３ａ 凸部
４３ｂ 軸部
４４、４４ 切刃
５ ドリル
５１ ボディ
５２ チゼルポイント
５２ａ 円形面
５３ａ 凸部
５３ｂ 平坦部
５４、５４ 切刃
５５，５５ 逃げ面
６ ドリル
６１ ボディ
６２ チゼルポイント
６３ 凸部
６４、６４ 切刃
７ ドリル
７１ ボディ
７２ チゼルポイント
７３ 凸部
７４、７４ 切刃
８ ドリル
８１ ボディ
８２ チゼルポイント
８３ 凸部
８４、８４ 切刃
９ ドリル
９１ ボディ
９２ チゼルポイント
９３ 凸部
９４、９４ 切刃
１０１ ドリル
１１１ ボディ
１１２ チゼルポイント
１１３ 線状エッジ
１１４、１１４ 切刃
１１５、１１５ 逃げ面
１０２ ドリル
１２１ ボディ
１２２ チゼルポイント
１２３ 線状エッジ
１２４、１２４ 切刃
１０３ ドリル
１３１ ボディ
１３２ チゼルポイント
１３３ 線状エッジ
１３４、１３４ 切刃
１０４ ドリル
１４１ ボディ
１４２ チゼルポイント
１４３ 凸部
１４４、１４４ 切刃
１０５ ドリル
１５１ ボディ
１５２ チゼルポイント
１５３、１５３ 線状エッジ
１５４、１５４ 切刃
１５５、１５５ 逃げ面
１５６、１５６ 平面部
１０６ ドリル
１６１ ボディ
１６２ チゼルポイント
１６３、１６３ 線状エッジ
１６４、１６４ 切刃
１６５、１６５ 平面部
Ａ 推力
Ｂ，Ｃ 分力
Ｈ１ 切削孔
Ｈ２ 切削孔
Ｍ 被削材
Ｏ 真円
Ｓ 先端部
Ｔ シンニング
Ｕ１ 底部
Ｕ２ 底部
α、β、γ、δ、ε、ζ、η 角度
θ 先端角
φ 直径
ψ 中心線
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The drill according to the present invention relates to a drill used for drilling a circular hole in metal, plastic, wood or the like, and is particularly characterized by an improvement in the shape of a portion called a chisel point at a tip portion thereof. It is.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a drill used for drilling a circular hole in metal, plastic, wood, or the like generally has a shape as shown in FIG. 10A, for example.
The tip of the body 111 of the drill 101 in FIG. 10A is called a chisel point 112 (or a chisel), and FIGS. 10B and 10C show enlarged portions thereof.
[0003]
As shown in FIGS. 10B and 10C, the pair of cutting edges 114, 114 does not intersect at one point at the chisel point 112, and the chisel point 112 is a linear edge 113. Therefore, the tip portion of the drill 101 is not a point but a line. Ψ is the center line of the rotation of the drill 101.
[0004]
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a case where a circular hole is formed in the work material M with the drill 101 having the above-described configuration at the tip end. As shown in FIG. 13, the linear edge 113 at the chisel point 112 abuts on the surface of the workpiece M, and is further pressed by the thrust A to contact the cutting edges 114, 114 at the tips (ie, the lines). Both ends of the edge 113 start cutting the work material M.
[0005]
However, since the linear edge 113 is not point-shaped, the thrust A is dispersed, and the component forces B, C,... Act in a direction orthogonal to the thrust A. 13, only the upper and lower directions are shown, but the component forces B, C,... Can work in any direction of 360 ° orthogonal to the thrust A, and the directions are unpredictable.
[0006]
Since the body 111 itself of the drill 101 vibrates in the direction of the component forces B, C,... Due to the component forces B, C,. It does not become a perfect circle, and its inner diameter becomes larger than the diameter φ of the drill 101.
[0007]
FIG. 15A shows an example (plan view) of a state of a cutting hole H2 drilled in the work material M using the drill 101. The cutting hole H2 has a shape (grip-like shape) in which the shape of the perfect circle O is enlarged in three directions, and the bottom portion U2 has a substantially equilateral triangular shape. The vertical cross-sectional shape is as shown in FIG.
[0008]
This is a state in which the cutting hole H2 has begun to be opened. If the cutting is continued as it is, after the work material M is penetrated by the drill 101, the shape of the gripping rice is eliminated and the shape slightly approaches a circle. The vibration of the drill 101 continues in the cutting hole H2 in which the inner diameter is larger than the diameter φ of the drill 101 (see FIGS. 10B and 10C) as shown in FIG. Furthermore, a large number of so-called burrs (not shown) adhere around the cutting holes H2 on the back surface of the work material M in particular.
[0009]
As shown in FIG. 13, the thrust A is reduced by the amount dispersed in the direction of the component forces B, C,..., And the larger the vibration in the direction of the component forces B, C,. A large thrust is required, but the component forces B, C,... Are extra forces unrelated to the original purpose (drilling of the cutting hole H2), so that energy loss occurs accordingly. It becomes.
[0010]
In addition, the drill 101 is pressed against the work material M by the extra force, so that the cutting blades 114 and 114 are severely worn together with the above-mentioned vibration, and the extra force and the vibration are also applied to the body 111. This may cause breakage of the body 111 itself.
[0011]
Further, at the moment when the linear edge 113 abuts on the work material M, it is impossible to predict in which direction the component forces B, C,. The whole body 111 of 101 will largely deviate from the target position.
[0012]
Therefore, it is extremely difficult to accurately make a hole at the target position. This is a so-called "bad biting" condition. Therefore, when a hole is to be accurately drilled, it is necessary to punch a guide hole (not shown) with a punch (not shown) in advance, and an extra man-hour is required.
[0013]
The drawbacks of the above-mentioned conventional drill 101 are summarized as follows.
▲ 1 ▼. Thrust is dispersed and the body of the drill vibrates.
▲ 2 ▼. As a result, the cutting hole does not become a perfect circle.
(3). The inner diameter of the cutting hole is larger than the diameter of the drill.
▲ 4 ▼. Extra force is needed to compensate for the thrust being dispersed.
▲ 5 ▼. As a result, the cutting blade is severely worn.
▲ 6 ▼. Also, it may cause breakage of the body.
▲ 7 ▼. Biting is bad because the tip vibrates.
▲ 8 ▼. In order to make a hole accurately, a guide hole by a punch is necessary.
▲ 9 ▼. There are many burrs.
[0014]
In order to compensate for the above-mentioned drawbacks, processing called "thinning" has conventionally been performed in which the chisel point portion is ground to make the tip portion closer to a point. Attempts have also been made to reduce the shape of the chisel point from the beginning to a point.
[0015]
FIGS. 11A and 11B show the drill 102 in which the chisel points 112 of the drill 101 (see FIGS. 10A to 10C) are thinned T. The linear edge 123 that appears at the chisel point 122 due to the thinning T, T is much shorter than the linear edge 113 of the drill 101 (see FIGS. 10B and 10C) and is closer to a point. In addition, 121 is a body, 124 and 124 are cutting edges, and ψ is a rotation center line of the drill 102.
[0016]
The drill 103 shown in FIGS. 11c and 11d shows slightly different types of thinning T, T, T, T. The linear edge 133, which also appears at the chisel point 132, is much shorter than the linear edge 113 of the drill 101 (see FIGS. 10b and 10c) and is closer to a point. In addition, 131 is a body, 134 and 134 are cutting blades, and ψ is a rotation center line of the drill 103.
[0017]
The drill 104 shown in FIGS. 11E and 11F is of a so-called “candle” type, and has a quadrangular pyramid-shaped projection 143 formed integrally with the body 141 at the chisel point 142. However, if you look closely, the tip of the quadrangular pyramid-shaped projection 143 is not a point but a line. In addition, 144 and 144 are cutting edges, and ψ is a rotation centerline of the drill 104.
[0018]
The drill 105 shown in FIGS. 12A and 12B is provided with band-shaped flat portions 156 and 156 between the cutting edges 154 and 154 and the flank surfaces 155 and 155, whereby the tip of the chisel point 152 becomes a point. However, the linear edges 153, 153 still remain. In addition, 151 is a body, and ψ is a center line of rotation of the drill 105.
[0019]
The drill 106 shown in FIGS. 12c and 12d is obtained by performing thinning T, T, T, and T on the drill 105 shown in FIGS. 12a and 12b, and the tip of the chisel point 162 has a point shape. Shape edges 163, 163 remain. In addition, 161 is a body, 164 and 164 are cutting edges, 165 and 165 are plane portions, and ψ is a rotation center line of the drill 106.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional drill 101 (see FIGS. 10a to 10c) is thinned T or the tip of the drill 102, 103, 104, 105, or 106 (see FIGS. 11a to 12d) is formed into a pointed tip. The aforementioned disadvantages (1) to (9) have been reduced to some extent.
[0021]
However, the drills 102, 103, 104 (see FIGS. 11 a-11 f) are strictly linear even though the chisel points 122, 132, 142 are close to a point, so that the drills 102, 103, 104 are not linear. The vibration does not become zero, and as a result, the above-mentioned disadvantages (1) to (9) are reduced, but still remain.
[0022]
Also, the drills 105 and 106 (see FIGS. 12a to 12d) have the tip portions of the chisel points 152 and 162 in the form of dots, and the linear edges 153 and 153 or the linear edges immediately behind the point tips. Since the edges 163 remain, the vibration also occurs when this portion comes into contact with the work material M, and the defects (1) to (9) appear after all.
[0023]
As is evident from the above, all of the drawbacks (1) to (9) cause a component force in a direction orthogonal to the thrust direction when the chisel point portion of the drill comes into contact with the work material. The component force originates from vibrating the body of the drill. Therefore, in the present invention, it has been set as an object to suppress the vibration of the body of the drill by suppressing the generation of the component force and to make the drawbacks (1) to (9) as close to zero as possible.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
<Solution 1>
In a drill used for drilling a circular hole in metal, plastic, wood, or the like, the cross-sectional shape of the drill when cut at an arbitrary plane perpendicular to the center line of rotation of the drill at the chisel point portion A convex portion configured to be a circle centered on the center line of rotation is provided integrally with the body of the drill, and the chisel point portion of the above configuration does not have a configuration equivalent to a cutting edge, Further, the length of the chisel point portion in the above configuration in the thrust direction is 1% to 15% of the diameter of the drill, and the maximum diameter of the chisel point portion of the above configuration is 5% to 18% of the drill diameter. The present invention provides a drill characterized in that:
<Solution 2>
The drill according to the first aspect of the present invention provides the drill, wherein the convex portion is a conical convex portion having a pointed tip.
<Solution 3>
The drill according to Solution 1, wherein the convex portion is a conical convex portion having a rounded tip.
<Solution 4>
The drill according to the first aspect of the present invention provides the drill, wherein the projection is a spindle-shaped projection having a pointed tip.
<Solution 5>
The drill according to the first aspect of the present invention provides the drill, wherein the projection is a spindle-shaped projection having a rounded tip.
[0025]
When examining where the vibration at the chisel point of the conventional drill originates, the first cause is that the tip of the chisel point is a linear edge, and the second cause is as follows. , The shape of the chisel point.
[0026]
That is, specifically, the shape of the chisel points 112, 122, 132, 142, 152, 162 of the conventional drills 101, 102, 103, 104, 105, 106 (FIGS. 10a to 12d) , 102, 103, 104, 105, and 106, each have a substantially rectangular cross-section when cut along a plane perpendicular to the center line ψ of rotation, as shown in FIGS. 17A to 17F.
[0027]
Accordingly, when pressed against the work material, the chisel points 112, 122, 132, 142, 152, 162 having a substantially rectangular cross-sectional shape enter the work material while rotating. Naturally, a greater force is applied to the corner portions than to the other portions, so that the stress received from the work material also increases. This stress causes the bodies 111, 121, 131, 141, 151, and 161 to also vibrate. Become.
[0028]
The vibration is largest in the drill 101, and the drills 102, 103, 104, 105, and 106 are not reduced to zero, though they are more reduced than the drill 101. Therefore, although the disadvantages (1) to (9) are alleviated, they still remain. All of the conventional drills cannot avoid such defects (the above-mentioned disadvantages (1) to (9)), and the cause lies in the shape of the chisel point.
[0029]
In view of the above problems, in the present invention, the cross-sectional shape of the chisel point at the tip of the drill when cut along an arbitrary plane orthogonal to the center line of rotation of the drill is centered on the center line of rotation of the drill. The above-mentioned problem has been successfully solved by providing a convex portion configured to form a circle integrally with the body of the drill.
[0030]
That is, when the chisel point portion enters the work material by providing the convex portion having the above configuration at the chisel point portion, the stress received from the work material is cut at an arbitrary plane perpendicular to the center line of rotation. The same applies to all portions of the outer peripheral portion of the cross-sectional shape of the drill, so that the vibration of the drill body is theoretically zero. In actual experiments, the vibration was practically zero.
[0031]
The fact that the vibration becomes zero is nothing but the elimination of the disadvantages (1) to (9). That is, by using the drill of the present invention, the vibration of the body is suppressed, the cutting hole becomes a substantially perfect circle, the inner diameter of the cutting hole is substantially equal to the diameter of the drill, no extra force is needed to supplement the thrust, and the cutting edge Wear is reduced, the breakage of the body is small, the bite is good, the guide hole is not required by the punch, and the result is that the burr is small.
[0032]
Note that, in the present invention, the chisel point portion of the above configuration does not have a configuration equivalent to a cutting edge, and the chisel point portion of the above configuration is pressed while the drill first rotates on the work material. Penetrate into the work material with a certain force. In other words, conversely speaking, the length of the chisel point portion in the thrust direction in the above configuration is a length that can enter the work material by the force pressed while rotating the work material first. That is to do.
[0033]
The above-mentioned length varies greatly depending on the diameter of the drill (maximum outer diameter of the body), the material of the drill, the number of rotations of the drill, the thrust given to the drill, the material of the work material, etc., but cannot be determined uniformly. In general, the diameter of the drill will be in the range of 1% to 30%, and in particular, about 3% to 15% will be frequently used. In addition, the maximum diameter of the chisel point portion having the above configuration is very small as compared with the diameter of the drill, and generally falls within the range of 5% to 18% of the diameter of the drill, and especially about 10%, that is, 7% to 15%. Some will be heavily used.
[0034]
After the chisel point portion having the above configuration has entered the work material, the cutting edge portion comes into contact with the work material to start cutting, but at this time, the cutting edge portion is naturally received. The stress is much greater than the stresses on other parts. However, at this point, the chisel point portion of the above configuration has already bitten into the work material, and so-called "centering" has been completed, so the drill body can smoothly move the work material without causing unnecessary vibration. Going inside.
[0035]
In short, in the present invention, the above-mentioned drawbacks (1) to (9) of the conventional drill are eliminated by using the chisel point portion having the above-described configuration exclusively as a “centering” portion for stabilizing the position of the drill. It is possible to do.
[0036]
In the drill of the present invention, since there is no cutting edge at the chisel point portion having the above configuration, generation of frictional heat occurs when the chisel point portion having the above configuration enters the work material while rotating. As expected, the frictional heat is extremely small, and the energy loss due to the generation of the frictional heat is almost negligible.
[0037]
The reason is that the diameter of the chisel point portion of the above configuration is very small as described above as compared with the diameter of the drill (the maximum outer diameter of the body). Since the tip of the point is point-shaped (drill described in Solutions 2 and 4) or substantially point-shaped (drill described in Solutions 3 and 5), the peripheral speed becomes zero or almost zero. No.
[0038]
As is well known, the peripheral speed of the rotating body is proportional to the diameter of the rotating body. The smaller the diameter, the lower the peripheral speed, and the larger the diameter, the faster the peripheral speed. Assuming that the peripheral speed is V (unit: m / m), the diameter of the rotating body is D (unit: mm), and the number of revolutions is N (rpm), the following equation is obtained between V, D, and N. It is known to hold. Where π is the pi.
[0039]
(Equation 1)
[0040]
The diameter (D) of the chisel point portion having the above configuration is about 10% of the outer diameter of the drill at its largest portion as described above. Therefore, it is considered that many drills having an outer diameter of about 7 mm have a maximum diameter of about 0.7 mm. Therefore, suppose that the rotational speed (N) is 800 r. p. When the peripheral speed of the portion having the maximum diameter is calculated as m (common rotation speed in normal cutting), the following result is obtained (calculated at π = 3.14).
[0041]
(Equation 2)
[0042]
However, the peripheral speed in the body portion of the drill is set such that the outer diameter (diameter) is 7 mm and the rotational speed (N) is 800 rpm. p. Calculating as m gives the following result (calculated with π = 3.14).
[0043]
(Equation 3)
[0044]
From the above results, in the chisel point portion having the above configuration, the peripheral speed at the tip portion is zero or almost zero, and even at the maximum diameter portion, it is approximately 10% of the peripheral speed at the drill body portion. The peripheral speed approaches zero as approaching the part. Therefore, it becomes clear that the generation of frictional heat is negligible.
[0045]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<First embodiment>
A drill 1 according to a first embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1a, 1b and 1c. The drill 1 is configured such that a cross-sectional shape when cut at an arbitrary plane perpendicular to the center line of rotation に at the chisel point 12 at the end of the body 11 is a circle centered on the center line ψ. Is provided integrally with the body 11 in the shape of a dot.
[0046]
The angle α of the tip of the conical projection 13 is the same as the tip angle θ of the drill 1. The length of the conical projection 13 in the thrust A direction is about 7.5% of the diameter φ of the drill 1 (the maximum outer diameter of the body 11). In addition, 14 and 14 are cutting blades. The drill 1 having the above-described configuration is an example of an embodiment of the solving means 2.
[0047]
<Second embodiment>
A drill 2 according to a second embodiment of the present invention is shown in FIGS. 2a and 2b. The drill 2 has a chisel point 22 at the tip of the body 21 so that the cross-sectional shape when cut along an arbitrary plane perpendicular to the center line 回 転 of rotation is a circle centered on the center line ψ. Is provided integrally with the body 21 in the form of a dot.
[0048]
The angle β of the tip of the conical projection 23 is larger than the tip angle θ of the drill 2. The length of the conical projection 23 in the thrust A direction is about 4% of the diameter φ of the drill 2 (the maximum outer diameter of the body 21). In addition, 24, 24 are cutting blades. The drill 2 having the above-described configuration is an example of an embodiment of the solving means 2.
[0049]
<Third embodiment>
A drill 3 according to a third embodiment of the present invention is shown in FIGS. 3a and 3b. The drill 3 is configured such that a cross-sectional shape when cut at an arbitrary plane perpendicular to the center line 回 転 of rotation is a circle centered on the center line ψ at the chisel point 32 at the end of the body 31. Is provided integrally with the body 31 in the shape of a dot.
[0050]
The angle γ of the tip of the conical projection 33 is smaller than the tip angle θ of the drill 3. The length of the conical projection 33 in the thrust A direction is about 13% of the diameter φ of the drill 3 (the maximum outer diameter of the body 31). In addition, 34, 34 are cutting blades. The drill 3 having the above configuration is an example of an embodiment of the above-mentioned solution 2.
[0051]
<Fourth embodiment>
A drill 4 according to a fourth embodiment of the present invention is shown in FIGS. 4a and 4b. The drill 4 has a chisel point 42 at the tip of the body 41 so that the cross-section when cut along an arbitrary plane perpendicular to the center line ψ of rotation is a circle centered on the center line ψ. Is a point-shaped conical convex portion 43a, and the cross-sectional shape when cut along an arbitrary plane orthogonal to the center line of rotation す る integrally connected to the rear portion of the conical convex portion 43a is the center line ψ. A cylindrical shaft portion 43 b configured to form a circle having a center at the center is provided integrally with the body 41. The diameter of the cylindrical shaft portion 43b is the same as the diameter of the rearmost end of the conical convex portion 43a.
[0052]
The angle δ of the tip of the conical projection 43a is smaller than the tip angle θ of the drill 4, but may be the same or larger. The total length in the thrust A direction of the conical convex portion 43a and the cylindrical shaft portion 43b is about 10% of the diameter φ of the drill 4 (the maximum outer diameter of the body 41). Changes as the angle δ changes. In addition, 44, 44 are cutting blades. The drill 4 having the above configuration is an example of an embodiment of the above-mentioned solution 2.
[0053]
<Fifth embodiment>
A drill 5 according to a fifth embodiment of the present invention is shown in FIGS. 5a and 5b. The drill 5 has a chisel point 52 at the tip of the body 51 so that the cross-section when cut along an arbitrary plane perpendicular to the center line of rotation ψ is a circle centered on the center line ψ. A conical convex portion 53a having a dotted shape is provided integrally with the body 51.
[0054]
Since the diameter of the rear end portion of the conical convex portion 53a is smaller than the diameter of the circular surface 52a formed by the front end portions of the flank surfaces 55, 55, an annular flat portion 53b is formed at this portion. You. Further, the angle ε of the tip of the conical convex portion 53a is smaller than the tip angle θ of the drill 5, but may be the same or larger.
[0055]
The length of the conical projection 53a in the thrust A direction is about 6% of the diameter φ of the drill 5 (maximum outer diameter of the body 51), but this length changes as the angle ε changes. I do. In addition, 54, 54 are cutting blades. The drill 5 having the above-described configuration is an example of an embodiment of the solving means 2.
[0056]
<Sixth embodiment>
A drill 6 according to a sixth embodiment of the present invention is shown in FIGS. 6a and 6b. The drill 6 has a chisel point 62 at the tip of the body 61 so that the cross-sectional shape when cut along an arbitrary plane perpendicular to the rotation center line ψ is a circle centered on the center line ψ. A conical convex portion 63 obtained by rounding is provided integrally with the body 61.
[0057]
The angle ζ of the tip portion of the conical convex portion 63 is the same as the tip angle θ of the drill 6, but can be configured to be small or large. The length of the conical convex portion 63 in the thrust A direction is about 5% of the diameter φ of the drill 6 (the maximum outer diameter of the body 61), but this length changes as the angle ζ changes. I do. In addition, 64, 64 are cutting blades. The drill 6 having the above-described configuration is an example of the embodiment of the solving means 3.
[0058]
<Seventh embodiment>
A drill 7 according to a seventh embodiment of the present invention is shown in FIGS. 7a and 7b. The drill 7 is formed at the chisel point 72 at the tip of the body 71 such that the cross-sectional shape when cut along an arbitrary plane perpendicular to the center line 回 転 of rotation is a circle centered on the center line ψ. Is formed integrally with the body 71.
[0059]
The angle η of the tip of the conical projection 73 is smaller than the tip angle θ of the drill 7 but may be the same or larger. The length of the conical projection 73 in the thrust A direction is about 9.5% of the diameter φ of the drill 7 (the maximum outer diameter of the body 71). It changes with. In addition, 74, 74 are cutting blades. The drill 7 having the above-described configuration is an example of an embodiment of the solving means 3.
[0060]
<Eighth embodiment>
A drill 8 according to an eighth embodiment of the present invention is shown in FIGS. 8A and 8B. The drill 8 is formed at the chisel point 82 at the tip of the body 81 such that the cross-sectional shape when cut along an arbitrary plane perpendicular to the center line of rotation 回 転 is a circle centered on the center line ψ. A spine-shaped convex portion 83 having a dotted shape is provided integrally with the body 81.
[0061]
The length of the conical projection 83 in the thrust A direction is about 11.5% of the diameter φ of the drill 8 (the maximum outer diameter of the body 81). In addition, 84, 84 are cutting blades. The drill 8 having the above-described configuration is an example of an embodiment of the solving means 4.
[0062]
<Ninth embodiment>
A drill 9 according to a ninth embodiment of the present invention is shown in FIGS. 9a and 9b. The drill 9 is formed at the chisel point 92 at the tip of the body 91 such that the cross-section when cut along an arbitrary plane perpendicular to the center line ψ of rotation is a circle centered on the center line ψ. A convex portion 93 having a rounded shape is provided integrally with the body 91.
[0063]
The length of the conical projection 93 in the thrust A direction is about 11.5% of the diameter φ of the drill 9 (the maximum outer diameter of the body 91). In addition, 94, 94 are cutting blades. The drill 9 having the above configuration is an example of an embodiment of the solving means 5.
[0064]
<Action>
Since the operation of the first to ninth embodiments is substantially the same in basic parts, the operation of the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings as a representative.
[0065]
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a state where the chisel point 12 of the drill 1 according to the first embodiment has entered the work material M. As shown in FIG. 14, a conical convex portion 13 provided integrally with the body 11 at the chisel point 12 enters the work material M while rotating by the thrust A.
[0066]
At this time, the tip of the conical projection 13 is point-shaped, and the overall shape of the conical projection 13 is a cross-sectional shape when cut on an arbitrary plane orthogonal to the center line ψ of rotation of the drill 1. Is formed so as to form a circle centered on the center line 、. Therefore, the stress received from the work material M is the same as when the cutting is performed on an arbitrary plane orthogonal to the center line 回 転 of the rotation of the conical projection 13. It becomes uniform in all portions of the outer peripheral portion of the cross-sectional shape, and no vibration occurs in the direction orthogonal to the center line ψ.
[0067]
Therefore, the rotation center line ψ is stabilized without any vibration. When the rotation center line ψ becomes stable, the cutting blades 14 and 14 come into contact with the surface of the work material M, and further cut the work material M by the thrust A to form a cutting hole H1. At this time, the cutting blades 14, 14 receive a greater stress from the work material M than the other parts, but vibration is generated because the rotation center line す で に is already stabilized by the action of the conical projection 13. Never.
[0068]
Further, even after the cutting is further advanced and the tip S of the drill 1 has completely entered the work material M, the center line 安定 is stable, so that the drill 1 does not vibrate, and the inner diameter of the cutting hole H1 is equal to that of the drill. 1 (the maximum outer diameter of the body 11). Thereby, the vibration of the drill 1 is further suppressed.
[0069]
In contrast, in the conventional drill, for example, taking the drill 101 in FIG. 13 as an example, the thrust A due to the shape of the linear edge 113 and the rear portion of the chisel point 112 at the first “bite” portion as described above. .. Act in directions perpendicular to the axis of the drill 101 to vibrate.
[0070]
Then, due to the vibration, the inner diameter of the cutting hole H2 (see FIGS. 15A and 15B) is increased to be larger than the diameter φ of the drill 101 (the maximum outer diameter of the body 111), and between the inner wall of the enlarged cutting hole H2 and the drill 101. As a result, a vicious cycle occurs in which the drill allows further vibration of the drill 101, and the cutting hole H2 further expands and becomes a shape away from a perfect circle.
[0071]
On the other hand, in the drill 1 of the present invention (see FIG. 14), the generation of vibration is suppressed by the action of the conical convex portion 13 at the chisel point 12, as described above, at the first "biting" stage. , The center line of rotation ψ is stabilized, and this state makes the inside diameter of the cutting hole H1 substantially the same as the diameter φ of the drill 1, and does not cause asobi between the inner wall of the cutting hole H1 and the drill 1, thereby further reducing vibration. A good circulatory action occurs in which the occurrence is suppressed.
[0072]
FIG. 16a shows an example (plan view) of a state of a cutting hole H1 drilled in a work material M using the drill 1 of the present invention. The cutting hole H1 is much closer to a perfect circle as compared to the cutting hole H2 (see FIG. 15a) formed by a conventional drill, and the bottom U1 has a point shape. The vertical cross-sectional shape is as shown in FIG. 16B.
[0073]
The state shown in FIGS. 16A and 16B is a state where the cutting hole H1 starts to be opened. However, even if the cutting is continued as it is, the drill 1 does not vibrate, so that the shape of the cutting hole H1 is substantially a perfect circle. And the inner diameter is also substantially the same as the diameter φ of the drill 1. Furthermore, since unnecessary cutting is not performed, the amount of burrs adhering around the cutting hole H1 on the back surface of the work material M is much smaller than that of a conventional drill.
[0074]
In short, in the drill 1 (see FIG. 14) of the present invention, the conical convex portion 13 provided integrally with the body 11 at the chisel point 12 has a guide hole (not shown) formed by a punch (not shown). And stabilizes the center line of rotation 回 転 at an accurate position, thereby enabling the drilling of the cutting hole H1 without any unnecessary vibration.
[0075]
Moreover, when a guide hole (not shown) formed by a punch (not shown) is used for a normal drill (for example, the drill 101 in FIG. 13), the shape of the tip of the drill is closely fitted to the shape of the guide hole. It is unlikely that some asobi would occur, which would eventually allow the drill to vibrate.
[0076]
In addition, the normal drill has a substantially rectangular cross section at the chisel points 112, 122, 132, 142, 152 and 162 as shown in FIGS. 17A to 17F. ) When the chisel points 112, 122, 132, 142, 152, and 162 come into contact with the inner wall, the stress received by the chisel points 112, 122, 132, 142, 152, and 162 from the inner wall becomes uneven. As a result, vibration is allowed to occur in this portion as well.
[0077]
On the other hand, in the drill 1 of the present invention (see FIG. 14), a conical projection 13 provided integrally with the body 11 at the chisel point 12 has a guide hole (not shown) formed by a punch (not shown). ), The shape of the cutting hole H1 formed by the conical convex portion 13 is completely the same as the shape of the conical convex portion 13, and the conical convex portion 13 is closely fitted to the cutting hole H1. It has become.
[0078]
Also, since the conical projection 13 has a circular shape centered on the center line ψ when cut along an arbitrary plane perpendicular to the rotation center line の of the drill 1, the conical projection 13 is cut. The stress received from the inner wall of the hole H1 is equal to any part of the outer peripheral portion of the sectional shape when the conical convex portion 13 is cut along an arbitrary plane orthogonal to the center line ψ.
[0079]
From the above two points, the drill 1 of the present invention can smoothly enter the work material M without vibrating. Therefore, as compared with a case where a guide hole (not shown) formed by a punch (not shown) is used for a normal drill, the generation of vibration is much suppressed, and as a result, the shape of the cutting hole H1 becomes more round. Close, the inner diameter of the cutting hole H1 is closer to the diameter φ of the drill 1, and the position is more accurate, and the loss of the thrust A is much less.
[0080]
【The invention's effect】
According to the drill of the present invention, the cross-sectional shape when cut at an arbitrary plane perpendicular to the rotation center line of the drill at the chisel point portion is a circle centered on the rotation center line of the drill. And the chisel point portion of the above configuration does not have a configuration corresponding to a cutting edge, and furthermore, the thrust of the chisel point portion of the above configuration is not provided. Since the length in the direction is 1% to 15% of the diameter of the drill and the maximum diameter of the chisel point portion of the above configuration is 5% to 18% of the diameter of the drill, the thrust of the drill is dispersed. Therefore, vibration of the body of the drill does not occur.
[0081]
According to the drill of the present invention, since the vibration of the body of the drill does not occur, the shape of the cutting hole is much closer to a perfect circle than the shape of the cutting hole of the conventional drill.
[0082]
According to the drill of the present invention, since the vibration of the body of the drill does not occur, the inner diameter of the cutting hole is substantially the same as the diameter of the drill.
[0083]
According to the drill of the present invention, since the thrust of the drill is not dispersed, the energy loss is extremely small, and an excessively large amount of force to be dispersed in addition to the originally required thrust like a normal drill is applied. There is no need to apply excessive thrust.
[0084]
According to the drill of the present invention, it is not necessary to apply an excessive thrust in addition to the originally required thrust and a force equivalent to the dispersing force unlike a normal drill, so that the wear of the cutting edge is smaller than that of a normal drill. And much less.
[0085]
According to the drill of the present invention, since it is not necessary to apply an excessive thrust in addition to the originally required thrust and the amount of power to be dispersed, unlike a normal drill, the breakage of the body is smaller than that of a normal drill. And much less.
[0086]
According to the drill of the present invention, since the chisel point portion does not vibrate when it comes into contact with the work material, the so-called “biting” is extremely good, and the positional accuracy of the cutting hole is much higher than that of a normal drill. To improve.
[0087]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the drill of this invention, compared with the case where the guide hole by a punch is used for a normal drill, the positional accuracy of a cutting hole and the dimensional accuracy of a cutting hole can be improved much.
[0088]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the drill of this invention, since there is no vibration, the inner diameter of a cutting hole is substantially the same as the outer diameter of a drill, and no extra cutting is performed, the amount of burrs is much smaller than that of a normal drill.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1a is a right side view of a drill according to a first embodiment of the present invention.
b It is a right view of the principal part of the drill of 1st Example of this invention.
c is a front view of the drill according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2a is a right side view of a main part of a drill according to a second embodiment of the present invention.
c is a front view of the drill according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 3a is a right side view of a main part of a drill according to a third embodiment of the present invention.
c is a front view of the drill according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 4a is a right side view of a main part of a drill according to a fourth embodiment of the present invention.
c is a front view of the drill according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5a is a right side view of a main part of a drill according to a fifth embodiment of the present invention.
c is a front view of the drill according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6a is a right side view of a main part of a drill according to a sixth embodiment of the present invention.
c It is a front view of the drill of a 6th example of the present invention.
FIG. 7a is a right side view of a main part of a drill according to a seventh embodiment of the present invention.
c is a front view of the drill according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 8a is a right side view of a main part of a drill according to an eighth embodiment of the present invention.
c is a front view of the drill according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 9a is a right side view of a main part of a drill according to a ninth embodiment of the present invention.
c It is a front view of the drill of a 9th Example of the present invention.
FIG. 10a is a right side view of an example of a conventional drill.
b is a right side view of a main part of an example of a conventional drill.
c is a front view of an example of a conventional drill.
FIG. 11a is a right side view of a main part of an example of a conventional drill.
b is a front view of one example of a conventional drill.
c is a right side view of a main part of an example of a conventional drill.
d is a front view of one example of a conventional drill.
e is a right side view of a main part of an example of a conventional drill.
f is a front view of an example of a conventional drill.
FIG. 12A is a right side view of a main part of an example of a conventional drill.
b is a front view of one example of a conventional drill.
c is a right side view of a main part of an example of a conventional drill.
d is a front view of one example of a conventional drill.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view illustrating the operation of an example of a conventional drill.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view for explaining the operation of the first embodiment of the drill of the present invention.
FIG. 15A is a plan view of a cutting hole according to an example of a conventional drill.
b It is XX longitudinal cross-sectional view of FIG. 15a.
16a is a plan view of a cutting hole according to the first embodiment of the drill of the present invention. FIG.
b is a YY vertical sectional view of FIG. 16a.
17a is a front view, partially cut away, of an example of a conventional drill. FIG.
b is a front view in which a part of one example of a conventional drill is cut away.
c is a front view in which a part of one example of a conventional drill is cut away.
d is a front view with a part of one example of a conventional drill cut away.
e is a front view with a part of an example of a conventional drill cut away.
f is a front view in which a part of one example of a conventional drill is cut away.
[Explanation of symbols]
1 drill
11 Body
12 chisel points
13 convex part
14, 14 cutting blade
2 drill
21 Body
22 chisel points
23 convex
24, 24 cutting blade
3 drill
31 Body
32 chisel points
33 convex
34, 34 cutting edge
4 drill
41 body
42 Chisel Points
43a convex
43b Shaft
44, 44 cutting blade
5 drill
51 Body
52 Chisel Points
52a circular surface
53a convex part
53b Flat part
54, 54 cutting blade
55, 55 flank
6 drill
61 Body
62 Chisel Points
63 convex
64, 64 cutting blades
7 drill
71 Body
72 Chisel Points
73 convex
74, 74 cutting edge
8 drill
81 Body
82 Chisel Points
83 convex
84, 84 cutting blade
9 drill
91 body
92 chisel points
93 convex
94, 94 cutting blade
101 drill
111 body
112 Chisel Points
113 linear edge
114,114 cutting edge
115, 115 flank
102 drill
121 body
122 Chisel Points
123 linear edge
124, 124 cutting blade
103 drill
131 body
132 Chisel Points
133 linear edge
134, 134 cutting edge
104 drill
141 body
142 Chisel Points
143 convex
144, 144 cutting blade
105 drill
151 body
152 Chisel Points
153, 153 linear edge
154, 154 cutting blade
155, 155 flank
156, 156 flat part
106 drill
161 body
162 Chisel Points
163, 163 linear edge
164, 164 cutting blade
165, 165 flat part
A Thrust
B, C component force
H1 Cutting hole
H2 cutting hole
M Work material
O perfect circle
S Tip
T Thinning
U1 bottom
U2 bottom
α, β, γ, δ, ε, ζ, η Angle
θ Tip angle
φ diameter
中心 Center line